(57)【要約】【課題】  半導体受光装置におけるフォトダイオードを分割する領域での受光感度の低下を抑制する。【解決手段】  複数のフォトダイオード部２−１、２−２と、分離部２１とを具備する半導体受光装置を用いる。複数のフォトダイオード部２−１、２−２は、半導体基板１０上に設けられ、受光した光を電気に変換する。分離部２１は、複数のフォトダイオード部２−１、２−２を互いに電気的に分離する。分離部２１は、表面部分の不純物濃度が、第１濃度以下である。第１濃度は、青紫レーザ光以上の波長に対する分離部２１の受光感度が、複数のフォトダイオード部２−１、２−２の各々における受光感度に概ね等しくなる濃度である。【選択図】      図１
2006286806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に設けられ、受光した光を電気に変換する複数のフォトダイオード部と、
前記複数のフォトダイオード部を互いに電気的に分離する分離部と
を具備し、
前記分離部は、表面部分の不純物濃度が、第１濃度以下であり、
前記第１濃度は、青紫レーザ光以上の波長に対する前記分離部の受光感度が、前記複数のフォトダイオード部の各々における受光感度に概ね等しくなる濃度である
半導体受光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体受光装置において、
前記複数のフォトダイオード部の各々は、
前記複数のフォトダイオード部に共通の第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層上に接合された第２導電型の第２半導体層と
を備え、
前記分離部は、
前記表面から前記第１半導体層まで貫通する前記第１導電型の第３半導体を備え、
前記第３半導体部は、前記表面部分の前記第１導電型の不純物濃度が、前記第１濃度以下である
半導体受光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体受光装置において、
前記第２半導体層は、受光側に設けられた前記第２導電型の第４半導体層を含む
半導体受光装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の半導体受光装置において、
前記第２半導体層の前記第２導電型の不純物濃度は、前記第３半導体部の前記第１導電型の不純物濃度よりも小さい
半導体受光装置。
【請求項５】
請求項２乃至４に記載の半導体受光装置において、
前記第３半導体部は、前記表面部分よりも深い位置に、前記第１導電型の不純物濃度の極大値を持つ
半導体受光装置。
【請求項６】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた第２導電型の成膜層と、
前記成膜層の表面における互いに隣接する複数の領域に設けられた前記第２導電型の複数の第１埋込層と、
前記複数の領域の前記成膜層を互いに電気的に分割し、前記成膜層の表面から前記半導体基板へ伸び、前記第１導電型を有する第２埋込層と
を具備し、
前記第２埋込層は、表面部分の不純物濃度が、第１濃度以下であり、
前記第１濃度は、青紫レーザ光以上の波長に対する前記第２埋め込み層の受光感度が、前記複数の領域の各々における受光感度に概ね等しくなる濃度である
半導体受光装置。
【請求項７】
（ａ）第１導電型の第１半導体層上の所定の位置に、前記第１半導体層の前記第１導電型の不純物濃度よりも高い前記第１導電型の不純物濃度を有する埋込層を形成する工程と、
（ｂ）前記第１半導体層及び前記埋込層を覆うように第２導電型の第２半導体層を形成する工程と、
（ｃ）前記第２半導体層における前記埋込層の上方において、前記第２半導体層の表面の前記第１導電型の不純物濃度が、第１濃度以下である第１イオン注入層を形成するように、前記第１導電型の不純物を含むイオンを前記第２半導体層へ注入する工程と、
（ｄ）前記埋込層と前記第１イオン注入層とがつながった分離部を形成するように熱処理を行う工程と
を具備し、
前記第１濃度は、前記分離部の受光感度が、前記第２半導体層の表面における受光感度に概ね等しくなる濃度である
半導体受光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体受光装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記第２半導体層における前記第１イオン注入層を形成する領域を除くフォトダイオード領域において、前記第２半導体層の前記第２導電型の不純物濃度よりも高い前記第２導電型の不純物濃度を有する第２イオン注入層を表面に形成するように前記第２導電型の不純物を含むイオンを前記第２半導体層へ注入する工程を備える
半導体受光装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の半導体受光装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ２）前記第１イオン注入層の表面に、前記第１導電型の第３イオン注入層を形成するように前記第１導電型の不純物を含むイオンを前記第１イオン注入層へ注入する工程を備え、
前記第３イオン注入層の表面の前記第１導電型の不純物濃度は、前記第１濃度以下である
半導体受光装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の半導体受光装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ３）前記第１イオン注入層の表面に、前記第１導電型の拡散層を形成するように前記第１導電型の不純物を前記第１イオン注入層へ拡散させる工程を備え、
前記拡散層の表面の前記第１導電型の不純物濃度は、前記第１濃度以下である
半導体受光装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の半導体受光装置の製造方法において、
前記分離部は、表面よりも深い位置に、前記第１導電型の不純物濃度の極大値を持つ
半導体受光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法に関し、特に受光特性を改善した半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受光した光を電気信号に変換する半導体受光装置が知られている。例えば、図８は従来の半導体受光装置の構成を示す断面図である。
【０００３】
従来の半導体受光装置１０１は、受光した光を電気信号に変換するフォトダイオード部１０２と、フォトダイオード部１０２の出力を読み取る回路部１０３とを具備する。その製造方法は、以下のとおりである。まず、ｐ−基板１１０上の回路部１０３の領域にｎ＋型埋込層１１２を形成する。その後、ｐ−基板１１０全体を覆うように、ｎ型エピタキシャル層１１３を成長させる。続いて、所定の位置にｐ＋型埋込層１０４を表面より拡散する。その後、熱処理工程を加えることによりｐ＋型埋込層１０４をｐ−基板１１０まで貫通させる。これによりフォトダイオード部１０２での領域の分割、及びフォトダイオード部１０２と回路部１０３とを絶縁分離する。そして、ｐ−型半導体基板１１０とｎ型エピタキシャル層１１３とのｐｎ接合フォトダイオードが構成される。更にｎ型エピタキシャル層１１３の表面にｎ＋型拡散層１０５を形成し、低抵抗領域を確保する。そして、回路部１０３のコレクタ引き出し部１０６、ベース部１０７及びエミッタ部１０８を順次に形成し、半導体受光装置１０１を完成する。
【０００４】
従来の半導体受光装置の構造とその製造方法においては、フォトダイオード部１０２での領域の分割、及びフォトダイオード部１０２と回路部１０３との絶縁分離のために、ｐ＋型埋込層１０４を表面より高濃度で拡散させた後、高温で熱処理を行っている。これにより、ｐ＋型埋込層１０４は、表面からｐ−型半導体基板１１０まで貫通する。そのため、絶縁分離を行う分割部（ｐ＋型埋込層１０４）表面近傍が高濃度で形成されることになる。
【０００５】
図９に半導体受光装置のフォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）における深さ方向の濃度プロファイルを示すグラフである。縦軸はキャリア濃度、横軸は拡散深さをそれぞれ示す。図を参照すると、最表面が最も濃度が高く、深さ方向に進むにつれ濃度が低くなっている。そのため、従来の半導体受光装置１０１では、発振波長の短い青紫レーザ光１０９（λ：４０５ｎｍ）をフォトダイオード部１０２の表面に照射したとき、光の吸収長が０．１μｍと浅くなるため、表面近傍で発生したキャリアの再結合が著しく、フォトダイオード部１０２の受光感度が低下してしまう。
【０００６】
図１０は、フォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）近傍の受光感度を示すグラフである。縦軸は受光感度（任意強度）、横軸はフォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）を中心とした青紫レーザ光照射位置をそれぞれ示す。図８のように青紫レーザ光１０９を照射したとき、Ｂ’で示す範囲はフォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）の受光感度を示す。すなわち、フォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）では、差分Ｃ’に示す大きさの受光感度の低下があることが分かる。これは、他のフォトダイオード部１０２の受光感度と比較して、約４０％低下していることになる。フォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）における受光感度の低下を抑制する技術が望まれる。
【０００７】
関連する技術として特開２０００−２２３７３５号公報に半導体受光装置とその製造方法が開示されている。この半導体受光装置は、フォトダイオード部と前記フォトダイオード部の出力を順次読み取る回路部との対が複数個含まれる。前記フォトダイオード部と前記回路部との間の絶縁分離をなす絶縁分離帯の一部をＬＯＣＯＳ酸化手段によりＬＯＣＯＳとして形成したことを特徴とする。前記絶縁分離帯の一部をＬＯＣＯＳ酸化手段によりＬＯＣＯＳとして形成し、他の一部をＰ＋埋込層により形成してもよい。ｐ−型半導体基板上に、前記基板とｎ＋型埋込層又はエピタキシャル層とで構成される基本構造を備えていても良い。そのとき、前記基本構造により形成されたｐｎ接合フォトダイオード部と、前記基本構造にコレクタ引き出し部とベース部とエミッタ部とを順次に追加して形成された半導体素子部との複数個の対を有する。前記ｐｎ接合フォトダイオード部と半導体素子部との間の絶縁分離をなす絶縁分離帯の一部をＬＯＣＯＳ酸化手段によりＬＯＣＯＳとして形成し、他の一部をＰ+埋込層により形成する。
【０００８】
特開２００２−１０００６０号公報に記録再生装置用受光素子と受光回路が開示されている。この光学式情報記録再生装置の受光素子は、光学式記録媒体へ光ビームを照射して記録再生消去を行う。前記光学式記録媒体からの反射光を受光して記録時の光ビーム強度を読み取る第１の受光部と、再生時に前記光学式記録媒体からの反射光を受光して前記光学式記録媒体からの情報を読み取る第２の受光部とを、分割して配置したことを特徴とする。
【０００９】
特開２００２−２０３９５４号公報に回路内蔵受光素子が開示されている。この回路内蔵受光素子は、第１導電型半導体積層構造と、該第１導電型半導体積層構造上に形成された第１の第２導電型半導体層との接合により入射光を電気信号に変換するフォトダイオードと、該第１の第２導電型半導体層における該フォトダイオード部とは異なる領域に形成され光電変換された信号を処理する信号処理回路と、を備える。該第１導電型半導体積層構造は、第１導電型半導体基板と、該第１導電型半導体基板上に形成され、該第１導電型半導体基板よりも不純物濃度が高い第１の第１導電型半導体層と、該第１の第１導電型半導体層上に形成され該第１の第１導電型半導体層よりも不純物濃度が低い第２の第１導電型半導体層とを有する。該フォトダイオードは、該第１の第１導電型半導体層の表面にほぼ接するように設けられた第３の第１導電型半導体層と、該第１の第２導電型半導体層の表面から該第３の第１導電型半導体層まで達するように形成された第４の第１導電型半導体層とに囲まれた領域に形成されている。該信号処理回路は、少なくともＭＯＳ構造のトランジスタを含む。
【００１０】
特開平０９−２８３７８７号公報に光半導体集積回路が開示されている。この光半導体集積回路は、半導体基板上に２層の半導体層が積層され、前記半導体層には少なくとも２つの光素子が組み込まれている。この２つの光素子間には、前記半導体基板から第２層目の半導体層まで到達する分離領域で囲まれて成り、前記分離領域は、前記半導体基板と前記１層目の半導体層の境界から広がる第１の分離領域と、前記第１層目の半導体層と前記第２層目の半導体層の境界から広がる第２の分離領域と、前記第２層目の半導体層の表面から下層に広がる第３の分離領域とを有する。前記第２層目の半導体層では、第２の分離領域の上向き拡散長は、この第２層目の半導体層の層厚の１／２を越えるように設定されている。前記第３の分離領域は、前記第２の分離領域の先端で重畳している。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２２３７３５号
【特許文献２】特開２００２−１０００６０号
【特許文献３】特開２００２−２０３９５４号
【特許文献４】特開平０９−２８３７８７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、受光性能を改善することが可能な半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、フォトダイオードを分割する領域における受光感度の低下を抑制することが可能な半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、フォトダイオードを分割する領域における青紫レーザ光の受光感度の低下を抑制することが可能な半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の半導体受光装置は、複数のフォトダイオード部（２−１、２−２、…）と、分離部（２１）とを具備する。複数のフォトダイオード部（２−１、２−２、…）は、半導体基板（１０）上に設けられ、受光した光を電気に変換する。分離部（２１）は、複数のフォトダイオード部（２−１、２−２、…）を互いに電気的に分離する。分離部（２１）は、表面部分の不純物濃度が、第１濃度以下である。第１濃度は、青紫レーザ光以上の波長に対する分離部（２１）の受光感度が、複数のフォトダイオード部（２−１、２−２、…）の各々における受光感度に概ね等しくなる濃度である。
本発明では、分離部の不純物濃度が、第1濃度以下になるので、青紫レーザ光を照射したときでも、分離部での受光感度の低下を防止できる。それにより、照射位置に関わらず、受光感度を一定にすることができる。
【００１７】
上記の半導体受光装置において、複数のフォトダイオード部（２−１、２−２、…）の各々は、複数のフォトダイオード部（２−１、２−２、…）に共通の第１導電型の第１半導体層（１０）と、第１半導体層（１０）上に接合された第２導電型の第２半導体層（１３）とを備える。分離部（２１）は、表面から第１半導体層（１０）まで貫通する第１導電型の第３半導体（１５、１４、１１）を備える。第３半導体部（１５、１４、１１）は、表面部分の第１導電型の不純物濃度が、第１濃度以下である。
【００１８】
上記の半導体受光装置において、第２半導体層（１３）は、受光側に設けられた第２導電型の第４半導体層（１６）を含む。
【００１９】
上記の半導体受光装置において、第２半導体層（１３）の第２導電型の不純物濃度は、第３半導体部（１５、１４、１１）の第１導電型の不純物濃度よりも小さい。
【００２０】
上記の半導体受光装置において、第３半導体部（１５、１４、１１）は、表面部分よりも深い位置に、第１導電型の不純物濃度の極大値を持つ。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の半導体受光装置は、半導体基板（１０）と、第２導電型の成膜層（１３）と、複数の第１埋込層（１６）と、第２埋込層（２１）とを具備する。半導体基板（１０）は、第１導電型である。成膜層（１３）は、半導体基板（１０）上に設けられ、第２導電型である。複数の第１埋込層（１６）は、成膜層（１３）の表面における互いに隣接する複数の領域（２−１、２−２、…）に設けられ、第２導電型である。第２埋込層（２１）は、複数の領域の成膜層（１３）を互いに電気的に分割し、成膜層（１３）の表面から半導体基板（１０）へ伸び、第１導電型を有する。第２埋込層（２１）は、表面部分の不純物濃度が、第１濃度以下である。第１濃度は、青紫レーザ光以上の波長に対する第２埋め込み層（２１）の受光感度が、複数の領域（２−１、２−２、…）の各々における受光感度に概ね等しくなる濃度である。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の半導体受光装置の製造方法は、（ａ）第１導電型の第１半導体層（１０）上の所定の位置に、第１半導体層（１０）の第１導電型の不純物濃度よりも高い第１導電型の不純物濃度を有する埋込層（１１ａ）を形成する工程と、（ｂ）第１半導体層（１０）及び埋込層（１１ａ）を覆うように第２導電型の第２半導体層（１３）を形成する工程と、（ｃ）第２半導体層（１３）における埋込層（１１ａ）の上方において、第２半導体層（１３）の表面の第１導電型の不純物濃度が、第１濃度以下である第１イオン注入層（１４ａ）を形成するように、第１導電型の不純物を含むイオンを第２半導体層（１３）へ注入する工程と、（ｄ）埋込層（１１ａ）と第１イオン注入層（１４ａ）とがつながった分離部（２１）を形成するように熱処理を行う工程とを具備する。第１濃度は、分離部（２１）の受光感度が、第２半導体層（１３）の表面における受光感度に概ね等しくなる濃度である。
【００２３】
上記の半導体受光装置の製造方法において、（ｃ）工程は、（ｃ１）第２半導体層（１３）における第１イオン注入層（１４ａ）を形成する領域を除くフォトダイオード領域において、第２半導体層（１３）の第２導電型の不純物濃度よりも高い第２導電型の不純物濃度を有する第２イオン注入層（１３）を表面に形成するように第２導電型の不純物を含むイオンを第２半導体層（１３）へ注入する工程を備える。
【００２４】
上記の半導体受光装置の製造方法において、（ｃ）工程は、（ｃ２）第１イオン注入層（１４ａ）の表面に、第１導電型の第３イオン注入層（１５ａ）を形成するように第１導電型の不純物を含むイオンを第１イオン注入層（１４ａ）へ注入する工程を備える。第３イオン注入層（１５ａ）の表面の第１導電型の不純物濃度は、第１濃度以下である。
【００２５】
上記の半導体受光装置の製造方法において、（ｃ）工程は、（ｃ３）第１イオン注入層（１４ａ）の表面に、第１導電型の拡散層（１５ａ）を形成するように第１導電型の不純物を第１イオン注入層（１４ａ）へ拡散させる工程を備える。拡散層（１５ａ）の表面の第１導電型の不純物濃度は、第１濃度以下である。
【００２６】
上記の半導体受光装置の製造方法において、分離部（２１）は、表面よりも深い位置に、第１導電型の不純物濃度の極大値を持つ。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、半導体受光装置におけるフォトダイオードを分割する領域での受光感度の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の半導体受光装置及び半導体受光装置の製造方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００２９】
まず、本発明の半導体受光装置の実施の形態の構成について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の半導体受光装置の実施の形態の構成を示す断面図である。
【００３０】
半導体受光装置１は、フォトダイオード部２、回路部３、分離部２１及び分離部２２を具備する。
【００３１】
フォトダイオード部２は、複数のフォトダイオード部２−１、２−２、…、２−ｎ（ｎは自然数でフォトダイオード部の数）を備える。複数のフォトダイオード部２−１〜２０−ｎの各々は、受光した光（例示：青紫レーザ光２０）を電気に変換して出力する。複数のフォトダイオード部２−１〜２０−ｎの各々は、ｐ層としてのｐ−型半導体基板１０とｎ層としてのｎ型エピタキシャル層１３とのｐｎ接合で構成されている。すなわち、ｐ−型半導体基板１０は、複数のフォトダイオード部２−１〜２−ｎに共通である。ｎ型エピタキシャル層１３の表面（受光面）には、低抵抗領域としてのｎ＋型拡散層１６を含む。
【００３２】
分離部２１は、複数のフォトダイオード部２−１〜２−ｎを互いに電気的に分離する。分離部２１は、ｐ＋型埋込層１１と、ｐ−型イオン注入層１４と、ｐ型イオン注入層１５とを備える。分離部２１のｐ型不純物濃度は、ｎ型エピタキシャル層１３のｎ型不純物濃度よりも大きい。分離部２１の表面部分のｐ型不純物濃度は、所定の第１濃度よりも小さい。ここで、第１濃度とは、分離部２１の受光感度が、複数のフォトダイオード部２−１、２−２、…の各々における受光感度に概ね等しくなる濃度である。概ね等しいとは、両者の相違が±１０％程度、より好ましくは±５％程度の範囲に入っていることである。
【００３３】
言い換えると、第１濃度とは、受光した光により表面部分で発生したキャリアにおける再結合が殆ど無く、受光感度の低下を抑える（±１０％程度以下、より好ましくは±５％程度以下）ことができる程度に低い濃度である。この場合、表面部分とは、受光する光の吸収長程度の深さの範囲である。
【００３４】
例えば、発振波長が短い（λ：４０５ｎｍ）青紫レーザ光２０の場合、光の吸収長は０．１μｍであるので、表面部分とは深さ０．１μｍ程度の深さの範囲である。所定の値とは、受光した光により深さ０．１μｍ程度の範囲で発生したキャリアにおける再結合が殆ど無く、受光感度の低下を抑えることができる程度に低い濃度である。例えば、ｐ−型不純物の濃度ｎ０の上限は、ｎ０≦５×１０１６／ｃｍ３であることが好ましい。下限は、ｎ型エピタキシャル層１３のｎ−型不純物の濃度以上である。
【００３５】
青紫レーザ光２０以上に発振波長の短いレーザ光についても、同様の考え方が適用できる。その場合、ｐ−型不純物の濃度ｎ０の上限は、更に小さくなる。下限は、ｎ型エピタキシャル層１３のｎ−型不純物の濃度以上である。
【００３６】
分割部２２は、ｐイオン注入層１５がないこと以外は分割部２１と同様である。
【００３７】
回路部３は、その一部を示している。回路部３は、ｎｐｎ型トランジスタを備えている。ｎｐｎ型トランジスタは、ｐ−半導体基板１０に設けられたｎ＋型埋込層１２と、表面からｎ＋型埋込層１２へ貫通させたコレクタ引き出し部１７と、ｎ型エピタキシャル層１３の表面に形成されたエミッタ部１９と、その内部に形成されたベース部１８を含んでいる。
【００３８】
すなわち、半導体受光装置１は、ｐ−型半導体基板１０と、ｐ−型半導体基板１０上に設けられたｎ型エピタキシャル層１３と、ｎ型エピタキシャル層１３の表面における互いに隣接する複数の領域に設けられた複数のｎ＋型拡散層１６と、複数の領域のｎ型エピタキシャル層１３を互いに電気的に分割し、ｎ型エピタキシャル層１３の表面からｐ−型半導体基板１０へ伸び、ｐ＋型埋込層１１とｐ−型イオン注入層１４とｐ型イオン注入層１５とを備える分離部２１とを具備している。そして、ｐ型イオン注入層１５の表面部分のｐ型不純物濃度は、上記の所定の値よりも小さい。内部の不純物濃度よりも低い。
【００３９】
次に、本発明の半導体受光装置の製造方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。図２及び図３は、本発明の半導体受光装置の製造方法の実施の形態を示す断面図である。
【００４０】
図２（ａ）を参照して、まず、ｐ−型半導体基板１０上における、分割部２１、２２を形成予定の領域にｐ＋型埋込層１１ａを、回路部３を形成予定の領域にｎ＋型埋込層１２ａをそれぞれ形成する。図２（ｂ）を参照して、次に、ｐ−型半導体基板１０、ｐ＋型埋込層１１ａ及びｎ＋型埋込層１２ａを覆うようにｎ型エピタキシャル層１３を成長させる。図２（ｃ）を参照して、その後、分割部２１、２２を形成予定のｐ＋型埋込層１１ａの上方の領域において、表面より高エネルギー（例えば５００ＫｅＶ）にてイオン注入を行い、ｐ−型イオン注入層１４ａを形成する。
【００４１】
図３（ａ）を参照して、連続して、分割部２１を形成予定のｐ−型イオン注入層１４ａに重ねて、低エネルギーにてイオン注入を行い、ｐ型イオン注入層１５ａを形成する。図３（ｂ）を参照して、熱処理工程を行うことにより、ｐ−型イオン注入層１４ａのｐ型不純物とｐ＋型埋込層１１ａの不純物とが相互に拡散、活性化する。それにより、ｐ−型イオン注入層１４ａとｐ＋型埋込層１１ａとがつながる。すなわち、ｎ型エピタキシャル層１３を貫通する分割部２１、２２が完成する。分割部２１により、フォトダイオード部２が電気的に分割される。分割部２２により、フォトダイオード部２と回路部３とが電気的に絶縁分離される。それと共に、ｐ−型半導体基板１０とｎ型エピタキシャル層１３とのｐｎ接合フォトダイオードが形成される。図３（ｃ）を参照して、ｎ型エピタキシャル層１３の表面にｎ＋型拡散層１６を形成し、低抵抗領域を確保する。その後、回路部３のコレクタ引き出し部１７、ベース部１８及びエミッタ部１９を順次にイオン注入、熱処理で形成し、図１に示す半導体受光装置１を完成する。
【００４２】
なお、ｐ＋型埋込層１１、ｎ＋型埋込層１２、ｐ−型イオン注入層１４、ｐ型イオン注入層１５、ｎ＋型拡散層１６、コレクタ引き出し部１７、ベース部１８及びエミッタ部１９は、全てイオン注入で形成する。ただし、ｐ−型イオン注入層１４以外は、拡散法で形成することも可能である。また、ｐ−型イオン注入層１４はイオン注入の段階でｐ＋型埋込層１１まで貫通させても良い。
【００４３】
図４は、分割部２１（図１の矢印Ａの位置）におけるｐ型不純物の深さ方向の濃度プロファイルの一例を示すグラフである。縦軸はキャリア濃度、横軸は拡散深さをそれぞれ示す。ただし、図中の番号は各層の番号を示すが、目安であり、この例に限定されない。図を参照すると、ｎ型エピタキシャル層１３内の分割部２１におけるキャリア濃度の最大値（１×１０１７ｃｍ−３）は表面近傍ではなく、０．５μｍ程度の深さにある。すなわち、分割部２１の表面濃度（例示：１×１０１６ｃｍ−３）を低く抑えた状態である。したがって、発振波長が短い（λ：４０５ｎｍ）青紫レーザ光２０をフォトダイオード部２の表面、特に分割部２１（ｐ−型イオン注入層１４、ｐ型イオン注入層１５）に照射したとき、光の吸収長が０．１μｍと浅いにもかかわらず、表面近傍で発生したキャリアの再結合が殆ど無く、受光感度の低下をおさえることができる。
【００４４】
図５は、図１の半導体受光装置を上方から見た概略図である。ｎ＋型拡散層１６で概略示される複数のダイオード部２−１〜２−４は、分割部２１により電気的に分離されている。この図におけるＸＸ’の位置に向かって青紫レーザ光２０を照射したときに得られる受光感度特性シミュレーション結果を図６に示す。
【００４５】
図６は、図５のＸＸ’に青紫レーザ光を照射したときに得られる受光感度特性シミュレーション結果を示すグラフである。縦軸は受光感度（任意強度）、横軸は分割部２１を中心とした青紫レーザ光照射位置をそれぞれ示す。矢印Ａは、図１の矢印Ａを示す。図５のＸＸ’の位置に、図１の青紫レーザ光２０の矢印に示すように青紫レーザ光２０を照射したとき、Ｂで示す範囲は分割部２１の受光感度を示す。すなわち、分割部２１では、差分Ｃに示す大きさの受光感度の変化があることが分かる。しかしこれは、他のフォトダイオード部２の受光感度と比較して、約５％程度の差に収まっており、問題はない。
【００４６】
本発明により、青紫レーザ光を照射したときでも、照射位置に関わらず、受光感度が一定となる。すなわち、分割部２１のある領域に光照射した場合と、分割部２１のない領域（図示されず）に光照射した場合とで受光感度をほぼ同等にすることができる。
【００４７】
図１における半導体受光装置１において、ｐ型イオン注入層１５を設けなくても良い。それを示しているのが図７である。図７は、本発明の半導体受光装置の実施の形態における他の構成を示す断面図である。この半導体受光装置１’は、図１の半導体受光装置１と比較して、ｐ型イオン注入層１５を用いていない点が相違する。ｐ型イオン注入層１５を形成しなくても、図１の場合と同一性能及び効果が得られる。ただし、図７の場合、ｐ−型イオン注入層１４の表面での濃度がｎ型エピタキシャル層１３より低い濃度とならないように、イオン注入するイオンのドーズ量及びプロファイルを設定する。製造方法は、図３（ａ）に関わるイオン注入工程がない他は、図１の場合と同様である。
【００４８】
図７の場合、ｐ型イオン注入層１５の形成を実施しないので、イオン注入工程、及び拡散工程のリードタイムを短縮することができる。加えて、構造が簡易になるので、製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の半導体受光装置の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の半導体受光装置の製造方法の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の半導体受光装置の製造方法の実施の形態を示す断面図である。
【図４】図４は、分割部におけるｐ型不純物の深さ方向の濃度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図５】図５は、図１の半導体受光装置を上方から見た概略図である。
【図６】図６は、図５のＸＸ’に青紫レーザ光を照射したときに得られる受光感度特性シミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の半導体受光装置の実施の形態における他の構成を示す断面図である。
【図８】図８は従来の半導体受光装置の構成を示す断面図である。
【図９】図９に半導体受光装置のフォトダイオード分割部における深さ方向の濃度プロファイルを示すグラフである。
【図１０】図１０は、フォトダイオード分割部（ｐ＋型埋込層１０４）近傍の受光感度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１、１’、１０１    半導体受光装置
２、２’、２−１、２−２、…、２−ｎ、１０２    フォトダイオード部
３、１０３    回路部
１０、１１０    ｐ−型半導体基板
１１、１１ａ、１０４    ｐ＋型埋込層
１２、１２ａ    ｎ＋型埋込層
１３、１１３    ｎ型エピタキシャル層
１４、１４ａ    ｐ−型イオン注入層
１５、１５ａ    ｐ型イオン注入層
１６、１０５    ｎ＋型拡散層
１７、１０６    コレクタ引き出し部
１８、１０７    ベース部
１９、１０８    エミッタ部
２０、１０９    青紫レーザ光
２１、２２    分離部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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